包装控制体系在浆板生产的运用

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本文作者：饶锦峰作者单位：福建省南纸股份有限公司

福建省南纸股份有限公司化浆车间的#2浆板机为幅宽2400mm的浆板机，设计产量为75t/d浆板，浆板机的日常生产均达到了设计的水平，但原浆包捆扎由人工操作，加之理纸机构缺陷和压力机吨位不足，打包后的浆包铁丝捆扎强度不足，外观参差不齐，严重影响产品外观质量及运输时的装车重量。为此公司结合实际对本包装线进行了研制，实施了改造。改造后的生产工艺流程由理纸机、四柱液压机、称重仪、封包机及两台铁丝打结机等主要设备组成。这套系统选用了西门子S7-200可编程控制器，增加一些传动装置，结构合理，投资经济。

1工艺设备方案

(1）浆板机切纸后的纸页为4张800×600mm的浆板，要求码纸后的纸垛叠放整齐，包重为200kg，用牛皮纸进行外包装，包装后的铁丝须捆扎结实，防止吊装及运输过程散脱，整套设备需自动连续生产。根据这一工艺要求，依据现有厂房实际情况，这套设备的工艺方案是：理纸→输送→旋转→单包提用下，浆垛对应于原输送链条上的位置，旋转了90°，由纵向进入压力机设备。提升装置下降，其后的浆垛动作过程相同。

(2）为了完成以上工艺过程，设备主体结构由以下几部分组成（见图1）：理纸机，旋转机构，升降机构，压力机，称重机构，打结机，封包机及液压传动装置。

(3）浆垛在压力机固定下平台表面的皮带输送机的带动下，到达下平台中点时，压力机动作，活动上平台下行，直至把浆垛压缩到一定程度，上平台回位，输送皮带把压缩后的浆垛送出。

(4）在压力机的后面设有一插纸装置，底部浆包包装用的包装纸（人工预置于插纸装置）在与浆包的磨擦力作用下自动随浆包移动进入浆包底下（上面包装用的包装纸也由人工铺设），由链条输送机两边的固定渐变导向折板将底部包装浆板折叠到浆包的两边，输送到称重机构进行称重，按照工艺生产要求（每包为200kg）进行重量的增减，保证浆包重量恒定。称重后由窄行打印机打出报表，浆包进入#1打结机。

（5）称重机构输送来的浆包（上下均已带有包装纸）进入#1打结机在两只前后位置不一的行程开关的输入信号感应下，打结机自动对浆包的横向左右位置各进行2道捆扎（绑扎过程为：浆包就位→铁丝夹紧→铁丝拉紧→扭结→切断→复位→进线→铁丝夹紧→进入下一工作循环），捆扎结束后送到封包机。

(6）浆包输送进入封包机中央时，设置的转向装置将浆包旋转90°。封包机分别对浆包的宽度方向的两端包装浆板按左右、下边、上边的顺序进行折叠，并在上折叠杆的保持下将浆包送到#2打结机。图2是它的动作示意图。升并旋转→输送→压缩→输送→加下部和上部包装纸→称重→输送→横向捆扎（左右各2道）→输送→旋转及包装纸折叠→输送→纵向捆扎（左右各1道）→输送至人工小推车。

2自动打包生产线流程

(1）切纸机切后的浆板经短皮带输送机及长皮带输送机输送到理纸机进行分垛后的落纸、码纸、震纸[1]，使码纸台上的纸垛叠放整齐，码纸台在PLC自动控制下，在一定的时间间隔时下降一定的高度，在码纸台下降到工艺需要的高度（包重约200kg）时，接近开关动作向PLC输入开关信号，PLC控制接纸叉臂伸出，接住连续落下的浆板纸，此时码纸台快速下降，下降到底后码纸台的输送系统生产线流程如图1。链条和旋转装置输送链条同时启动，浆板纸（共4垛）在旋转装置上前行，碰触旋转装置的行程开关，码纸台上升，输送链条均停止，旋转装置将向顺时针方向旋转90°。码纸台到达上部顶端时，接纸叉臂退回至原位，如此实现自动换垛。

(2）旋转装置旋转90°到位后，其输送链条和过渡输送链条启动，当第1垛进入提升旋转机构时，第2～4垛仍在过渡输送链条上，此时过渡输送链条自动停止，浆垛停止输送等待提升；同时旋转装置逆时针方向退回原位；第1垛的浆垛提升过程中，通过装置上配置的可上下及90°旋转盘的作(7）#2打结机对浆包纵向左右位置各进行1道捆扎，捆扎的动作过程与#1打结机是一样的。捆扎完的浆包就通过链条输送到就位的人工推车上，由生产人员推至指定位置进行堆放。而后续的浆包不断自动重复上述过程，实现连续的自动化作业。

在上述各工序的作业过程中，若某台设备被占用，则浆包停在相应的设备上等待，直到该设备为空时浆包才会被送到该设备执行相应的操作，而这些控制是靠安装在各设备上的各种感应开关（接近开关、行程开关、磁性开关等）来实现的。工作过程中若打结机发生故障,可根据故障的具体情况,将浆板暂时存放在输送机、旋转输送机、缓冲输送机上，待设备恢复正常后再进行浆板的打包工作,以保证正常的连续生产不受影响。

3控制系统硬件构成和说明

可编程序控制器采用西门子SIEMENSS7-200PLC，整条生产线共用5套S7-200/CPU224及各自的扩展模块，是既相互独立又相互联系的控制系统。5套PLC分别是理纸机1套，压力机1套，打结机每台1套共2套，封包机1套。其中理纸机控制系统是主控系统，是整条生产线的控制中枢，能够通过适当的方式接收来自于生产线上的控制元器件限位开关的信号，并通过适当的方式控制执行元器件液压电磁阀和液压马达等。PLC的输入主要是开关量和一些控制信号，输出主要和液压设备的执行部件相连，如液压电磁阀、液压马达及气动电磁阀等等。控制系统选用的限位开关、接近开关和液压电磁阀等元器件均为24VDC控制，本控制系统PLC采用继电器的输出方式，理想地完成了本生产线所有的控制任务。

4结束语

本控制系统经调试投入运行经过连续生产使用，设备的各项技术性能指标均达到预期要求，减少包装人员，并降低劳动强度，提高生产效率，大大增加了包装捆扎强度，由此提高单位体积的包重，增大装车量（以核定30吨的车为例，可多装约3.5吨），降低运输成本，提高效益，并且明显地改善包装的外观品质，得到客户的一致好评。